Ar fluoru aktivēta un sārmu metāliem leģēta silīcija dioksīda optisko īpašību noteikšana

Abstract

Silīcija dioksīds (SiO2) ir sastopams dabiskos apstākļos, visbiežāk smilts un citu minerālu veidā, taču tas tiek aktīvi sintezēts arī laboratorijās. Mākslīgi ražotam un dabiskam SiO2 ir novērojamas atšķirības, jo, sintezējot SiO2, ir iespējams novērst tā dabiskās nepilnības. SiO2 sintizējot laboratorijā ar ķīmiskām metodēm iespējams iegūt augstas tīrības stiklu un viegli variēt ar piemaisījumiem. Piemēram, SiO2 sintēze ar fluoru vai sārmu metālu piemaisījumiem dažādās koncentrācijās maina vielas fizikālās, ķīmiskās un optiskās īpašības. SiO2 izmantošana tādās nozarēs kā optika, elektronika, nanotehnoloģijas, medicīna, bioķīmija, pārtikas ķīmija pierāda tā plašās pielietojuma iespējas. Pētāmajos materiālos SiO2 nanodaļiņu hidroksilgrupas mēģināts aizvietot ar fluora grupām un sārmu metālu piemaisījumiem, kas izmantoti defektu pētīšanai. Pētījumā tika apskatītas nanodaļiņu sintēzes un izvēlēto piemaisījumu ietekme uz optiskajām īpašībām. SiO2 daļiņas, kas aktivētas ar fluoru, palielina gaismas caurlaidību ultravioletajā un tuvajā infrasarkanajā gaismas diapazonā, izturību pret radiāciju un samazina gaismas laušanas koeficentu. SiO2 daļiņas, kas sintezētas ar sārmu metālu piemaisījumiem, veicina kristalizāciju centru rašanos un samazina temperatūru, kas nepieciešama SiO2 nanodaļiņu pārkausēšanai stiklā. Iegūto SiO2 paraugu optiskās īpašības tika raksturotas, izmantojot Ramans spektroskopijas, FTIR spektroskopijas un fotoluminiscences metodes.

Silicon dioxide (SiO2) is found in natural conditions, most often in the form of sand and other minerals, but it is also actively synthesized in laboratories. There are differences in the artificially produced and natural SiO2, as it is possible to eliminate its natural imperfections by synthesizing SiO2. For example, the synthesis of SiO2 with fluorine or alkali impurities at different concentrations changes the physical, chemical and optical properties of the substance. The use of SiO2 in sectors such as optics, electronics, nanotechnologies, medicine, biochemistry, food chemistry demonstrates its extensive application. SiO2 nanoparticles contain hydroxyl groups (-OH), which, when substituted with fluorine, increases lights permeability in UV and close IR range, resistance to radiation and decreases light refractive index. SiO2 particles whitch sintesyzed with alkali metals promots crystallization center emergence and decrease alloying temperature. Optical properties of SiO2 were identified with Raman spectroscopy, FTIR spectroscopy and photoluminescence.